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L’esercizio fisico fa bene ai muscoli e al sistema immunitario

I pesci zebra (Danio rerio) sono utilizzati come organismo modello per studi immunologici perché possiedono un sistema immunitario adattativo e innato simile a quello dei mammiferi. Considerati gli effetti benefici dell’esercizio fisico sui mammiferi, l’UE ha finanziato un’iniziativa volta a utilizzare i pesci zebra per studiare la stimolazione indotta dall’esercizio sul sistema immunitario.
L’esercizio fisico fa bene ai muscoli e al sistema immunitario
L’obiettivo del progetto SWIMFIT (Zebrafish as novel model for exercise-enhanced skeletal and cardiac muscle growth and immune functioning) era dimostrare i meccanismi alla base degli effetti benefici del nuoto. Sono stati svolti esperimenti sugli effetti positivi dell’esercizio fisico per la crescita del muscolo scheletrico, del muscolo cardiaco e della funzione immunitaria.

Gli esperimenti sul nuoto hanno mostrato un aumento significativo della sezione trasversale e della vascolarizzazione delle fibre (muscolari) nei pesci “allenati” rispetto a quelli “non allenati”. Inoltre i profili di espressione genica ottenuti tramite analisi con microarray hanno rivelato complesse reti di trascrizione delle molecole di segnalazione extra- e intracellulari coinvolte nella regolazione della massa muscolare e dell’angiogenesi.

I risultati hanno dimostrato che nel pesce zebra l’attività contrattile indotta dall’esercizio incoraggia una risposta adattativa coordinata nel muscolo rapido che porta a massa muscolare e vascolarizzazione maggiori. SWIMFIT ha ipotizzato che questi adattamenti genotipici fossero il risultato di modifiche trascrizionali di ampia portata prodotte dall’esercizio fisico.

Sono stati eseguiti studi anche su crescita del muscolo cardiaco e risposta trascrittomica indotte dall’esercizio fisico nel pesce zebra. Sono stati identificati oltre 700 geni espressi differenzialmente, che forniscono informazioni sui meccanismi molecolari adattativi che avvengono nel cuore del pesce zebra in risposta all’attività indotta dal nuoto.

Uno studio sulla funzione immunitaria favorita dall’esercizio fisico ha mostrato che rispetto ai pesci “non allenati” i pesci “allenati” sono fisiologicamente diversi nella loro risposta molecolare all’infezione batterica nel muscolo bianco. Ciò ha portato alla conclusione che mentre i pesci “sedentari” disattivano processi di sviluppo in risposta alle sfide immunitarie, ciò non si verifica per i pesci “allenati”.

Inoltre è stato dimostrato che i pesci zebra wild-type sottoposti a esercizio erano più pesanti e avevano livelli di cortisolo più elevati rispetto ai controlli “non allenati”. Nei mutanti l’esercizio fisico portava a maggior crescita rispetto ai pesci wild type, suggerendo che il cortisolo eserciti azione frenante sulla crescita favorita dall’esercizio fisico nei pesci wild type.

SWIMFIT ha fornito nuove informazioni sugli effetti dell’esercizio fisico sulla crescita dei muscoli cardiaco e scheletrico, sulla funzionalità immunitaria e la risposta allo stress del cortisolo, con vantaggi sia per la biologia medica che per l’acquacoltura sostenibile. SWIMFIT ha inoltre creato un nuovo campo di studi combinando questa nuova linea di ricerca nella fisiologia dell’esercizio fisico con tecniche di genomica ad alta processività.

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Keywords

Pesce zebra, sistema immunitario, SWIMFIT, muscolo scheletrico, muscolo cardiaco
Numero di registrazione: 190799 / Ultimo aggiornamento: 2016-12-23